close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Испытания на малоцикловую усталость сварных соединений теплоустойчивой стали в лабораторных условиях..pdf

код для вставкиСкачать
Tests on low-cycle fatigue of welded joints of heat-resistant steel in laboratory conditions
Petrov Valery Ivanovich, Novokuznetsk branch
Kuzbass state technical University, candidate of technical Sciences,
associate Professor, Department of vehicles and road transport
E‑mail: valerij.petroff@yandex.ru
Zykov Peter Anatolievich, Novokuznetsk branch
Kuzbass state technical University, candidate of technical Sciences,
associate Professor, head of Department vehicles and road transport
E‑mail: ZykovPetr@yandex.ru
Petrova Valentina Aleksandrovna,
Siberian state industrial University,
candidate of technical Sciences, associate Professor,
Department of technical mechanics and graphics
E‑mail: valyaa.Petrova@mail.ru
Klimashin Sergei Ivanovich, Novokuznetsk branch
Kuzbass state technical University, candidate of technical Sciences,
associate Professor, Director of the branch
E‑mail: director@kuzstu-nf.ru
Patanin Andrey Vladimirovich,
Technical management of JSC ”EVRAZ ZSMK”,
chief specialist for development of rolling manufacture
E‑mail: patanin.andrey@yandex.ru
Tests on low-cycle fatigue of welded joints
of heat-resistant steel in laboratory conditions
Abstract: the results of laboratory testing of welded joints of heat-resistant steel with asked in the process of
welding defects. To determine their degree of hazard the experiment was conducted with the registration of acoustic
emission signals.
Keywords: low-cycle fatigue, acoustic emission, the severity of the defect, the welded seam, the seam reinforcement.
Петров Валерий Иванович, к. т.н., доцент,
Новокузнецкий филиал Кузбасского государственного
технического университета,
кафедра автомобили и автомобильные перевозки
E‑mail: valerij.petroff@yandex.ru
Зыков Петр Анатольевич, доцент, к. т.н.,
Новокузнецкий филиал Кузбасского государственного
технического университета, заведующий кафедрой
автомобили и автомобильные перевозки
E‑mail: ZykovPetr@yandex.ru
Петрова Валентина Александровна, к. т.н., доцент,
Сибирский государственный индустриальный университет,
кафедра технической механики и графики
E‑mail: valyaa.Petrova@mail.ru
Климашин Сергей Иванович, к. т.н., доцент,
Новокузнецкий филиал Кузбасского государственного
технического университета, директор филиала
E‑mail: director@kuzstu-nf.ru
119
Section 11. Technical sciences
Патанин Андрей Владимирович,
Техническое управление ОАО ”ЕВРАЗ ЗСМК”,
главный специалист по развитию прокатного производства
E‑mail: patanin.andrey@yandex.ru
Испытания на малоцикловую усталость сварных соединений
теплоустойчивой стали в лабораторных условиях
Аннотация: приведены результаты лабораторных испытаний сварных соединений теплоустойчивых сталей
с задаваемыми в процессе сварки дефектами. С целью определения их степени опасности эксперимент проводился с регистрацией сигналов акустической эмиссии.
Ключевые слова: малоцикловая усталость, акустическая эмиссия, степень опасности дефекта, сварной
шов, усиление шва.
При эксплуатации теплоэнергетического оборудования, работающего в тяжелонагруженных условиях, одним из основных элементов конструкций,
которым уделяется повышенное внимание, является
сварное соединение. В работах [1–3] описаны наиболее часто встречающиеся дефекты и причины их образования. Необходимо отметить, что большинство
возникающих дефектов значительно влияют на работоспособность сварных соединений, в ряде случаев
приводя к разрушению конструкции или изделия.
При проведении технической диагностики паропроводов из углеродистых сталей (сталь 42.11 и сталь
20) в большинстве сварных соединений был обнаружен ряд дефектов, являющихся следствием изготовления и монтажа паропроводов. Отсутствие входного
неразрушающего контроля качества этих сварных
соединений обусловлено отсутствием требований
научно-технической документации (НТД) на момент проведения работ, что привело к эксплуатации
паропроводов с заведомо заложенными дефектами.
Поэтому актуальным является определение уровня
напряжений разрушения сварных соединений и факторов, влияющих на данный параметр.
Вырезались образцы сварных соединений трубопроводов как с дефектами, так и без дефектов после
различных сроков эксплуатации, при этом распределение дефектов имело стохастический характер, что
связано, в первую очередь, с условиями выполнения
сварочных работ.
Нагружение растяжением проводили на универсальной испытательной машине с максимальной
нагрузкой 500 кН (ГМС‑50). Образцы были изготовлены с учетом установки на них датчиков ПАЭ
(преобразователь акустической эмиссии) системы
контроля методом акустической эмиссии (АЭ) —
«Digital Spartan» — DiSP‑16 (изготовитель — фирма
PAC — Physical Acoustics Corporation). Общий вид
образца и его размеры приведен на рисунке 1.
Рис. 1. Образец для испытаний и расположение пьезопреобразователей (1, 2)
Проводили испытания образцов трех серий:
в первой серии использовались образцы без дефектов
в сварных соединениях; во второй — образцы с дефектами в виде непроваров в корне шва и пор и без
удаления усиления шва. В третьей серии образцы
120
также имели дефекты в корне шва, но при этом было
снято усиление шва.
При испытании первых двух серий образцов
характерным являлось то, что разрыв происходил
по основному металлу. При этом с помощью системы
Tests on low-cycle fatigue of welded joints of heat-resistant steel in laboratory conditions
неразрушающего контроля установлено, что в начале
процесса деформации сигналы АЭ регистрировались
как от перехода усиление шва — основной металл
(для первой группы образцов), так и от дефектов
сварки (для второй группы образцов).
При испытании третьей серии образцов решались
следующие задачи: зарождение трещины в металле
шва; изучение развития трещины методом регистрации сигналов АЭ; определение уровня напряжений,
необходимых для зарождения трещины и ее роста.
С этой целью на исследуемых образцах снималось
усиление шва. Испытания проводились с малой цикличностью и поэтапным увеличением нагрузки для
определения методом АЭ временного начала зарождения трещины и ее месторасположения.
На рисунке 2 представлена схема нагружения образцов и типичная зависимость суммарного счета ΣN
сигналов АЭ при испытании образцов с дефектами
в процессе деформации и разрушения. Время нагружения составляло 1200 с.
Рис. 2. Схема нагружения образца и суммарная акустическая эмиссия при малоцикловых испытаниях
На участке 0 А приводили циклическую нагрузку образца от 0 до 153 МПа, при этом основным источником сигналов АЭ являлись зажимы разрывной
машины. Таким способом нагружали образец до тех
пор, пока сигналы от зажимов не снизились и не были
доминирующими.
На участке АБ проводили циклическую нагрузку
образца от 153 МПа до 306 МПа (что на ~30% меньше нижней границы предела прочности стали 20).
В результате чего, на образце в сварном соединении
в местах концентраторов напряжений происходило
накопление пластической деформации металла.
На участке БГ увеличили верхний предел циклической нагрузки до 380 МПа (что на ~8% меньше
нижней границы предела прочности стали 20). Та-
кой шаг привел к ускоренному накоплению пластической деформации вплоть до разрушения образца,
которое произошло в два этапа (участок ВГ на рисунке 2).
В результате испытания образцов были выявлены
несколько основных активных источников сигналов
АЭ, расположенных в сварном соединении, что зафиксировано на рисунках 3, 4.
Таким образом, 1) предлагаемая методика малоцикловых испытаний растяжением образцов с дефектами показала эффективность применения метода
неразрушающего контроля; 2) регистрация сигналов
акустической эмиссии при данных испытаниях позволила достаточно точно определять местоположение
развивающихся дефектов.
121
Section 11. Technical sciences
Рис. 3. Локализация импульсов АЭ по длине рабочей части дефектного
образца с усилением шва между преобразователями
Рис. 4. Локализация импульсов АЭ по длине рабочей части дефектного
образца без усиления шва между преобразователями
Список литературы:
1. Хромченко Ф. А. Типичные повреждения и ремонт сварных соединений паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей/Ф. А. Хромченко, В. А. Лапа, В. Г. Гриненко//Теплоэнергетика. – 1993. – № 11. –
С. 18–21.
2. Хромченко Ф. А. Ресурс сварных соединений паропроводов/Ф. А. Хромченко. – М.: Машиностроение,
2002. – 352 с.
3. Гофман Ю. М. Оценка работоспособности металла энергооборудования ТЭС/Ю. М. Гофман. – М.: Энергоатомиздат. – 1990. –245 с.
Chaban Inna Victorivna Kyiv National University of Construction and Architecture
postgraduate student Department of engineering systems and ecology
E‑mail: shadyra.inna@gmail.com
Numerical simulation of processes in combined shock-foamtype air-handling unit with a block of thermoelectric modules
Abstract: Article present an analysis performed with the FLUENT code, aimed at improving the understanding
of hydrodynamics, heat and mass transfer mechanisms that occur in shock-foam-type air-handling unit.
Keywords: numerical simulation, combined shock-foam-type air-handling unit, mass transfer, heat transfer,
Euler-Euler model.
122
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
10
Размер файла
580 Кб
Теги
малоцикловых, условия, сталин, сварных, соединений, pdf, теплоустойчивых, лабораторная, испытаний, усталость
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа